發布日期：2025-12-25 20:17:28
鈦合金具有低密度 (約 4.5 g/cm³)、高比強度、優異的耐腐蝕性及良好的高溫穩定性，被廣泛應用于航空航天、海洋工程與石油化工等領域。但是鈦合金價格高、難加工，嚴重限制其廣泛應用 [1-4]。鋼的價格低廉，加工工藝成熟，是工業上常用的金屬材料之一，但存在密度大、質量重的工程化劣勢。實現兩種材料的復合連接，可以同時發揮鈦合金與鋼的性能優勢，在實現結構輕量化的同時兼顧關鍵部件對強度、耐磨性、高溫性能等的綜合需求 [5-9]。因此鈦/鋼異種金屬的焊接具有現實意義與應用前景。然而，鈦、鐵之間物化性能差異顯著，使得鈦/鋼異種金屬復合構件的焊接面臨巨大挑戰。純鐵的熱導率是純鈦的 4.8 倍，同時線膨脹系數是鈦的 1.4 倍，焊接時二者的膨脹和收縮程度不同，接頭中往往產生較大殘余應力，從而導致裂紋的產生，嚴重時甚至會發生焊縫與母材的崩斷脫落 [10-11]。此外，由 Ti-Fe 二元相圖 [12] 可以看出，Ti 與 Fe 在室溫下互溶性極低，焊接時接頭中極易形成大量脆性金屬間化合物 (intermetallic compounds, IMCs)，損害接頭性能，實際應用中具有較大的潛在危險。
目前鈦/鋼異種金屬的焊接主要采用釬焊、壓力焊以及熔化焊。其中釬焊主要從工藝及釬料設計的角度出發，實現接頭的可靠性連接，但是生產效率低、接頭強度較差。壓力焊主要包括爆炸焊、擴散焊、電阻焊等方法，對接頭形式要求較高，不適用于復雜構件連接，應用局限性大 [13-15]。近年來，國內外學者圍繞鈦/鋼熔化焊開展了大量的研究，為鈦/鋼異種金屬的可靠性連接提供了新方法、新思路。Ti、Fe 之間物理及化學固有屬性差異難以消除，因此只能通過工藝、中間層、輔助手段等調控鈦/鋼接頭中脆性化合物的種類、分布以及數量，以降低接頭脆性。本文從工藝 - 組織 - 性能的內在聯系出發，綜述了國內外鈦/鋼異種金屬熔化焊研究現狀，深入探討了鈦/鋼熔化焊過程中組織與性能的演變規律，對于推動鈦/鋼異種金屬復合構件的工程化應用具有重要意義。
1、鈦/鋼熔化焊分類
熔化焊對工況適應性強、生產效率高、接頭力學性能優良，在異種金屬焊接制造中潛力巨大。但熔化焊往往熱輸入高，在異種金屬焊接時易產生冶金反應難控、焊接應力 / 變形大等難題，導致異種金屬的熔化焊面臨巨大技術挑戰。熔化焊方法種類多，深入研究各工藝方法對鈦/鋼接頭組織與性能的影響規律，可定向提升接頭性能，發掘鈦/鋼熔化焊應用潛力，拓寬其應用范圍。目前，用于鈦/鋼異種金屬熔焊的主要方式有激光焊、電弧焊、電子束焊接，其方法分類、主要研究方向、常用中間層材料以及應用領域如圖 1 所示。
2、鈦/鋼激光焊
激光焊接是一種利用高能激光束實現材料連接的先進技術，相較于傳統焊接方法，激光焊接具有能量密度高、控制精確、熱影響區小等優勢。早期研究發現 [16-17]，鈦/鋼激光焊接頭中產生的脆性 IMCs 是削弱接頭性能、導致接頭脆性斷裂的主要原因。為解決激光焊接頭脆化和性能提升難題，國內外學者提出了不同的解決方案。
2.1 激光焊接工藝優化
影響激光焊接質量的工藝因素很多，脈沖形式、焊接速度、激光功率、偏移量等都是激光焊接質量的決定性因素 [18-19]。圖 2 展示了不同工藝下的鈦/鋼激光焊接研究 [20-21]。Chen 等 [20] 采用圖 2 (a) 所示的三種不同激光脈沖形式焊接 CP-Ti 和 304 不銹鋼，漸進衰減的激光脈沖形式可以有效減少兩種母材的熔合，搭接接頭的極限抗拉強度達到 200 MPa。陳言坤 [22] 研究了激光功率對 TC4 鈦合金 / 304 不銹鋼激光焊接接頭的影響，隨著激光功率的增加，焊縫的寬度逐漸增大，接頭的等效應力總體上呈現先減小后增大的趨勢，而其抗拉強度則先增大后減小，接頭性能變化明顯。通過控制激光束的偏移量，可以有效抑制液態鈦合金與不銹鋼的混合，從而減少 IMCs 的形成 [23]。Zhang 等 [21] 采用激光焊接 SUS301L 不銹鋼 / TC4 鈦合金，研究了 TC4 側不同激光偏移量對接頭微觀組織及性能的影響，當激光偏移量為 0.25 mm 時 (圖 2 (b))，熔化的鈦合金與不銹鋼體積比為 87:13，接頭處生成了大量的 Ti-Fe IMCs；當激光偏移量為 0.35 mm 時 (圖 2 (c))，鈦合金與不銹鋼的熔化體積比為 95:5，焊接過程中形成的少量 IMCs 不連續分布在鋼側，實現了鈦/鋼的有效連接，接頭拉伸強度可達 182 MPa。
從上述研究結果來看，單一地優化焊接工藝，能在一定程度上改變接頭結合形態，控制 IMCs 的尺寸和分布，但是無法從根本上消除 IMCs 的生成，也無法解決物理性能巨大差異帶來的熱應力問題。
2.2 中間層調控
中間層調控的思路是通過引入第三種過渡金屬，在熔池中形成壁壘，減緩液態母材的流動，消耗 Ti、Fe 原子，生成其他 Ti 基 IMCs (Ti-Cu、Ti-Ni 等)，以降低 Ti-Fe IMCs 生成的概率。作為中間層的過渡金屬有焊絲和金屬薄片兩種形式。過渡金屬在降低 Ti、Fe 之間反應程度的同時，也參與到了熔池的冶金反應，生成相應的冶金產物，因此過渡金屬的選擇要考慮其與 Ti、Fe 之間的適配性 (冶金相容性、物理性能匹配性等)[24-25]。
將與 Fe 冶金相容的材料 (Cu、Ni、Ag 等) 或與 Ti 冶金相容的材料 (V、Nb 等) 作為中間層，可以有效緩解接頭脆性 [26-27]。圖 3 為采用不同中間層的激光焊工藝及接頭組織 [28-31]。Pugacheva 等 [28] 研究輻射功率與焊接速度對鈦 / Cu / 鉻鎳鋼接頭結構的影響，結果表明，在 0.3 m/min 焊接速度下，輻射功率由 1.0 kW 提升至 2.4 kW，焊縫變得更窄更深，焊縫組織在較高過冷度條件下凝固，形成更小的枝晶，同時銅基固溶體含量的增加抑制了 IMCs 的生成；焊接速度的增加能夠抑制枝晶的形成，接頭主要由過飽和 Cu 基固溶體、(Cu, Cr)₂Ti 和 Cu₃Ti 組成，在冷卻過程中析出分散的納米級 (Fe, Cr)₂Ti 和 Cu₄Ti (圖 3 (a))，使得接頭的抗拉強度可以與鈦合金母材相媲美。Long 等 [29] 研究了不同厚度 (0.2、0.4、0.6 mm) Cu 中間層對鈦/鋼激光焊溫度場的影響 (圖 3 (b))，0.6 mm 厚的 Cu 中間層能有效阻止母材熔化和 Ti-Fe 相的生成。在 Ti-Cu 界面得到了狹窄的溫度快速變化區，削減了化合物層厚度，接頭拉伸強度高達 330 MPa。Tomashchuk 等 [32] 采用 1 mm 厚 V 中間層激光焊接 TC4/316L，接頭斷裂發生在距離 TC4 側不遠的熔化區，兩側斷口呈現相同的成分和解理特征。焊縫中存在 (Ti, V)、(Fe, V) 固溶體，其中 (Fe, V) 固溶體在較寬的溫度區間內可形成脆性 σ 相，使得接頭力學性能降低，最終接頭呈脆性斷裂。為控制 Fe-V 體系中的脆性 σ 相，Zhang 等 [33] 采用二道焊的方式，將激光先后聚焦在 TC4/V 和 V/SUS301L 界面附近，形成兩個冶金結合區和未熔化的 V 夾層，緩解鈦/鋼接頭中的熱應力，接頭最大抗拉強度達到 587 MPa。
目前，單一金屬與 Ti 和 Fe 不能同時形成固溶體，因此難以兼顧鈦/鋼焊縫兩側的性能要求。為了進一步改善接頭性能，研究者廣泛使用雙層或復合中間層。Shi 等 [34] 以 V 和 CrZrCu 板制備新型復合夾層連接 TC4 鈦合金和 304 不銹鋼，成功抑制了 Ti-Fe IMCs 的形成，獲得接頭伸長率為 15%，極限拉伸強度為 418 MPa。Zhang 等 [30,35] 通過兩種復合夾層 Nb/Ni、Zn/Cu 將鈦合金 3 道激光焊接到不銹鋼上 (圖 3 (c)[30])，在焊縫中均未發現 Ti-Fe IMCs，接頭脆性明顯下降。Yu 等 [31] 使用 0.1 mm 厚的 AgCuTi 作為填充金屬成功連接 304 不銹鋼 / TC4 鈦合金。通過改變激光偏移，使得未熔化的不銹鋼充當橋梁，將熱量傳遞到焊縫 (圖 3 (d))，在熔焊縫兩側形成奧氏體樹枝狀晶粒垂直分布到熔合線處，同時未熔化的不銹鋼作為屏障，避免了 Ti 和 Fe 混合形成 IMCs，接頭形成良好的冶金結合，力學性能顯著提高。
目前廣泛使用的多金屬復合中間層方案所采用復雜的裝配和焊接工藝限制了它們的應用。Hao 等 [36] 秉承著多元高熵理念，設計開發了 (CoCrFeNi)₁₀₀₋ₓCuₓ焊絲，用于鈦合金與不銹鋼的激光焊接，接頭抗拉強度達到 161 MPa，雖然強度不甚理想，但為鈦合金 / 不銹鋼焊絲開發提供了新思路。近年來，對高熵合金焊絲的激光焊接主要集中在焊接參數 [37]、初始狀態 [38]、焊后熱處理 [39] 等對其可焊性的影響，但高熵合金焊絲對鈦/鋼焊接接頭的力學性能、高溫性能、抗腐蝕性能等的影響還需進一步深入研究。
2.3 其他改進方法
為了提高鈦/鋼異種金屬激光焊接接頭的性能，研究者也提出了一些其他的改進方案。Li 等 [7] 對 Ti/Cu/304SS 激光焊接接頭進行不同工藝下的焊后熱處理。熱處理溫度從 400 ℃提升到 550 ℃，Ti-Cu IMCs 的間隙增大，相層的厚度增加，同時 Cu 發生再結晶，焊縫的殘余應力得到有效緩解，接頭伸長率從 0.3% 增加到 2.21%，抗拉強度保持在 320 MPa；隨著熱處理溫度的繼續增加，Fe 原子將穿過銅過渡層形成 FeTi 相，從而減小了焊接接頭的伸長率。采用焊后熱處理工藝，理論上可以通過擴散改變界面結構，但實際操作中很難找到既能改善性能又不導致 IMCs 進一步生長或母材性能惡化的工藝窗口。Chattopadhyay 等 [40] 采用定向能量沉積 Ni 的方式，實現鈦與不銹鋼的成功焊接，在激光功率為 1.2 kW、焊接速度為 0.5 m/min 和占空比 40% 的最佳焊接參數下，獲得了 375 MPa 的最大極限拉伸強度接頭。
3、鈦/鋼電弧焊
電弧焊操作簡單、成本低、適合批量生產，在工業領域可產生巨大效益 [41]。目前用于鈦/鋼異種金屬連接的弧焊方法有鎢極惰性氣體保護焊 (tungsten inert gas welding, TIG) 以及冷金屬過渡焊 (cold metal transfer welding, CMT)。由于電弧焊的高熱輸入特性，鈦/鋼直接焊接被認為是不可行的 [42-43]，因此針對鈦/鋼異種金屬電弧焊的研究主要集中于采用與鈦、鋼熱適配度高的過渡金屬或者復合金屬改善焊縫的冶金條件 [44-46]。
3.1鈦/鋼TIG 焊
3.1.1 純 Cu 焊絲
Cu 焊絲是連接鈦/鋼的首選材料，Liu 等 [47] 以流動性較好的純 Cu 為填充金屬，研究了 TA15 鈦合金 / 18-8 不銹鋼的 TIG 焊接，焊縫分為反應區、填充金屬區以及熔合區，填充金屬區與熔合區中形成了大量塊狀 IMCs (Ti₃P、Ti₂Cu₃和 TiFe)，削弱了接頭性能，并最終在此斷裂。太原理工大學 Hao 等 [48] 選擇純銅絲作為焊絲，將高頻超聲振動引入 TC4 鈦合金 / 304 不銹鋼的 TIG 焊。通過提高超聲波功率，可增強熔池攪拌效應，從而加速 Ti/Fe 原子的擴散與遷移，從而降低 Cu/Fe 和 Ti/Fe 界面中 Ti 原子的含量，間接降低 IMCs 的數量。結果表明，當超聲波功率為 800 W 時，接頭的殘余應力經過超聲波振動釋放，抗拉強度達到 346 MPa。
3.1.2 合金焊絲
研究發現，在鈦/鋼連接中引入 Cu、Ni、V、Nb 等中間層材料，能顯著抑制 Ti-Fe IMCs 的生成 [49]。其作用機制在于：一方面，Cu 與 Ti 反應生成的化合物比 Ti-Fe 相塑性更佳，有助于形成良好的界面 [50]；另一方面，Ni、V、Nb 等元素通過降低 Ti、Fe 原子的互擴散速率，優先與 Ti 或 Fe 形成非脆性化合物相或穩定相，從而取代脆性的 Ti-Fe IMCs [19,51]�；诖耍絹碓蕉嗟难芯咳藛T采用復合焊絲或多元素組合中間層來阻礙 Ti、Fe 直接反應，減少 IMCs 的形成。
圖 4 為不同工藝下的鈦/鋼 TIG 焊研究 [44,52-54]。大連理工大學郝曉虎 [52] 采用 CuNi₁₀焊絲 TIG 焊接 TC4/304，小電流焊接模式下的接頭鈦 / 銅界面微觀組織如圖 4 (a) 所示，在靠近 TC4 側的焊縫區生成大量 Ti₂Cu+TiNi+TiCu 多相混合物，使得鈦 / 銅區抗拉強度提高，但銅 / 鋼側仍有 TiFe₂生成，導致接頭最終在此處斷裂。增加焊絲中的 Ni 含量，銅 / 鋼界面處生成富銅 γ-(Fe, Ni) 固溶體，抑制 TiFe₂相生成的同時將 TiFe₂相分布在柱狀晶間，避免 IMCs 的連續分布，此時接頭抗拉強度最高可達 413 MPa。Oliveira 等 [45] 發現焊后熱處理工藝促進了 NiTi SMA/Ni 基焊絲 / 304SS 接頭中殘余應力的減小，獲得抗拉強度最大 286 MPa 的接頭。西安理工大學 Chu 等 [55] 采用 Cu-V 基藥芯焊絲 TIG 焊接 CP-Ti/Q345，在焊接接頭中檢測出 Ti-Cu、Ti-Fe-Cu 和 Ti-Fe IMCs，脆性 Ti-Fe IMCs 被 Cu 固溶體稀釋，接頭的抗拉強度達到 501 MPa。此外，Cu-Ni 合金焊絲 [46]、Cu-Ti 合金焊絲 [56]、CuSi₃焊絲 [57]、NiCrMo-3 焊絲 [44] 等多種復合焊絲廣泛應用于鈦/鋼 TIG 焊接中，均獲得較好的接頭連接性能。有研究人員也嘗試把高熵合金焊絲用于鈦/鋼 TIG 焊接，Liu 等 [53] 基于 FeCoNiCuTi 高熵合金設計四種不同 Ti、Ni 和 Cu 元素含量的焊絲焊接 TA2/Q235 雙金屬復合板，電子背散射 (electron back scatter diffraction, EBSD) 結果表明，采用 FeCoNiTi₀.₅和 FeCoNi₂Ti₀.₅獲得的焊縫 / 鋼基體界面附近區域生成了 TiFe₂ IMC，而采用 FeCoNi₀.₅Ti₀.₅和 FeCoNiCu₀.₅焊絲能夠減小接頭的平均晶粒尺寸，這是由于晶界中生成的 TiFe₂ IMC 抑制了晶粒的生長，而焊絲中的高 Ni 含量導致焊接區的 TiFe₂ IMC 尺寸和數量減小。采用 FeCoNiTi₀.₅焊絲 (圖 4 (b)) 時，TiFe₂相為枝狀晶，而 FeCoNi₂Ti₀.₅焊絲所得接頭焊縫中的 TiFe₂呈針狀分布，焊縫中接頭力學性能提升，最大拉伸強度達到 327 MPa。
3.1.3 殘余應力
殘余應力被認為是誘發裂紋萌生并限制接頭力學性能的重要因素 [58]。Hao 等 [44] 研究了不同焊絲的 TC4/304SS 接頭殘余應力峰值及分布 (圖 4 (c))，焊絲類型顯著影響著接頭中殘余應力的分布。Cu 基焊縫的縱向殘余應力峰值 (199 MPa) 接近 Cu 基化合物的斷裂強度 (240 MPa)，導致焊縫出現橫向裂紋，而 Ni 基焊縫的縱向殘余應力峰值 (464 MPa) 遠小于 Ni 基化合物的斷裂強度 (≥760 MPa)，抑制了焊縫中的橫向裂紋，這表明采用鎳基焊絲可以抑制焊縫橫向裂紋，顯著緩解接頭應力。
3.1.4 工藝改進
在板材對接電弧焊過程中，傳統的單面焊接使得接頭局部加熱，沿板材厚度方向存在顯著的溫度梯度，往往會導致接頭背面加熱不足，降低接頭焊接質量 [59-60]。為了解決這一難題，Cheng 等 [54] 提出了 TIG-MIG 雙面電弧焊工藝，具有低熱量輸入與快冷卻速度的優點，所獲鈦/鋼接頭成形良好 (圖 4 (d))，無 Ti-Fe IMCs 生成，接頭抗拉強度達到 278 MPa。在雙面電弧焊工藝基礎上，該團隊探究了熱輸入量對鈦/鋼接頭 IMC 特性的影響 [61]，中等熱輸入條件下，不銹鋼側形成熔融未分離區，在焊縫中呈島狀分布，使得界面抗拉阻力增加，裂紋擴散受阻，接頭最大抗拉強度達到 320 MPa；較高的熱輸入使得鈦合金側 Ti、Cu 基固溶體相增厚，不均勻的界面層導致裂紋快速擴展，并發生斷裂。
3.2鈦/鋼CMT 焊
CMT 是一種無焊渣飛濺的新型焊接工藝技術，精確的數字控制送絲系統和低熱量輸入使其成為焊接薄壁材料和異種金屬的理想選擇 [62-63]。Pardal 等 [64] 采用 CuSi₃焊絲 CMT 焊接鈦/鋼異種金屬，獲得了最大抗拉強度 200 MPa 的接頭。雖然在一定程度上消除了 Ti-Fe IMCs，但 Cu 和 Fe 在室溫下冶金不相容，Ti-Fe-Si IMCs 的存在依舊對接頭力學性能有害。在此基礎上，哈爾濱工業大學吳鵬飛 [65] 研究了活性氣體 CO₂對 TC4/CuSi₃/304L 焊接接頭微觀組織的影響，結果表明 CO₂的添加促進了 TC4 側 Ti₅Si₃+TiFe₃相的生成，同時 304L 側的 Ti-Fe IMCs 均勻分布在 Fe-Cu 混合相中，使得界面結構及性能得到改善。圖 5 為不同 CMT 焊接工藝下的研究結果 [66-67]。Mou 等 [66] 采用三種不同的焊絲研究 Ni 含量對 CMT 焊接頭微觀組織和力學性能的影響。僅使用銅焊絲的情況下 (圖 5 (a))，不規則的 Ti-Fe 和 Cu-Ti IMCs 顆粒聚集分布在 Cu 晶界與 304L 母材附近，接頭拉伸強度僅為 185 MPa；焊絲中添加適量 Ni 成分后 (圖 5 (b))，由于 Ni-Ti IMCs 的形成焓低于 Ti-Fe IMCs，熔池中的 Ti 與 Ni 優先結合生成 Ni-Ti IMCs，Ti-Fe IMCs 的形成得到有效抑制，接頭獲得最大抗拉強度 334 MPa；過高的 Ni 含量則使得 TC4 母材側界面反應層厚度增加，不均勻的界面層導致強度降低 (圖 5 (c))。
哈爾濱工業大學 Jin 等 [68] 揭示了熱輸入量與 TC4/CuSi₃/304SS 接頭擴散動力學模型的對應關系，在熱輸入量低于 0.783 kJ/cm 時，界面反應提供驅動力，擴散模式為反應受限型擴散；隨著熱輸入量的增加，Fe 原子在液態 Cu 中的擴散提供擴散驅動力，擴散形式轉變為擴散限制型擴散。該團隊在改變熱輸入量的基礎上，又引入外加磁場，獲得不同硬度與抗拉強度接頭，如圖 5 (d),(e) 所示 [67]，結果表明，磁場對熔池的攪拌作用使得 Cu-Ti 和 Cu-Fe IMCs 均勻分布在延展性較好的銅金屬層與銅 / 鋼過渡區，提高了焊縫硬度。此外，外加磁場作用下，Ti-Cu 反應區內連續的 Ti₂Cu+TiCu 化合物層轉變為形態清晰的多相混合層，由顆粒狀 Ti₂Cu、樹枝狀 TiCu 和少量針狀 Ti₂Cu₃組成，接頭抗拉強度最高達到 416 MPa，與不加外部磁場的接頭相比提升了 44%。
TIG 焊憑借其成熟的工藝和較好的可控性，在焊絲材料開發及焊后熱處理改善組織方面展示了獨特的優勢；CMT 焊則利用其低熱輸入、低飛濺和優異的過程穩定性，在減小熱影響區、控制界面反應層方面展現出獨特優勢。盡管兩種工藝特性不同，但其核心目標一致：即通過焊絲設計和工藝優化 (熱輸入控制、焊后處理) 的協同作用，最大限度地抑制 Ti-Fe IMCs 的形成與生長，從而獲得滿足服役要求的可靠接頭。
4、鈦/鋼電子束焊
電子束焊接 (electron beam welding, EBW) 具有污染小、精度高、熱影響區小、殘余應力低等優點，對異質金屬的焊接具有明顯優勢 [69-71]。郭松濤等 [72] 采用電子束焊制備了 TA2/Q235B 復合板，界面處生成了較厚的 TiC 層以及 TiFe IMC，降低了接頭強度。對于易生成 IMCs 的鈦/鋼異種金屬接頭，電子束焊接時須添加過渡金屬或偏移電子束的工藝方法 [73-74]。
中間層的選擇同樣要考慮與鈦、鐵母材的熱適配性。Wang 等 [71] 采用 Ni、V 和 Cu 中間層電子束焊鈦/鋼薄板，接頭界面 IMCs 分別為 Fe₂Ti+Ni₃Ti+NiTi₂、TiFe 和 Cu₂Ti+CuTi+CuTi₂。結果表明，接頭的抗拉強度主要與化合物層的韌性相關，韌性較好的 Cu₂Ti+CuTi+CuTi₂界面接頭能夠最大程度防止裂紋的產生與擴展，抗拉強度最高為 234 MPa。圖 6 為采用不同中間層的接頭組織形貌 [75-76]。中國工程物理研究院王亞榮等 [75] 通過在不銹鋼上電鍍 Ag、Cu 作為中間隔斷層，獲得了 TC4/HR-2 不銹鋼異質接頭，如圖 6 (a) 所示。Ag 鍍層焊接接頭斷口存在橫縱交錯的裂紋，間距大致相同，說明接頭內部在橫向和縱向上都存在較大焊接應力；Cu 鍍層接頭斷口只有垂直于焊縫的裂紋形成，且裂紋間距較大，說明 Cu 在一定程度上緩解了接頭應力。Tomashchuk 等 [73] 研究發現，在任何電子束偏移量下，鈦合金側都會形成含 Ti 的 IMCs 薄層，電子束偏移鋼側時，Ti 元素的擴散受到熔融區 IMCs 所形成致密層的限制，在鋼側只有少量 TiFe₂形成，此時接頭的抗拉強度最高達到 350 MPa。
采用單一的金屬中間層或者改變電子束偏移量，可以一定程度上減少鈦/鋼接頭中 Ti-Fe IMCs 的形成，但是難以克服接頭脆性問題，有必要制備更適配的中間層 [77-79]。哈爾濱工業大學 Wang 等 [76] 開發了一種 V/Cu-V 基復合中間層 (圖 6 (b))，獲得了無缺陷的電子束焊接鈦/鋼接頭，焊縫組織為 Ti 基固溶體 / Cu 基固溶體 / V 基固溶體 /σ-FeV/Fe 基固溶體，除了一層較薄的 σ-FeV IMC 反應層外，其他 IMCs 基本被消除，接頭抗拉強度達到 395 MPa。該團隊還充分利用電子束焊的靈活性和爆炸焊接頭的高連接強度，開發了電子束焊和爆炸焊相結合的方式，獲得了最大抗拉強度為 418 MPa 的焊接接頭 [80]，進一步推動了 Ti/Fe 異種接頭的應用。電子束設備昂貴，操作復雜，多用于高精尖領域和產品中，難以在實際應用中大面積普及，從而極大制約了其發展。
5、鈦/鋼熔化焊焊縫高熵化
由于 Ti 元素具有較強的高溫活性，多數金屬 / 非金屬元素在高溫下極易與 Ti 發生反應形成不同的 Ti 基 IMCs，包括 Ti-Fe、Ti-Cu、Ti-Ni、Ti-Al、Ti-Si、Ti-C 等二元 IMCs 和 Ti-Al-Cu、Ti-Al-Ni、Ti-Cu-Si 等三元 IMCs。這些二元或多元 IMCs 一般具有較高的脆性，嚴重影響接頭性能。調控熔化焊工藝可以改善 IMCs 的分布形態，但其不利影響依舊難以徹底消除；調控中間層材料有時可以消除原有的 IMCs，然而新中間層材料的引入可導致其他 IMCs 生成；特殊中間層有時能完全抑制鈦/鋼接頭中 IMCs 的生成，但是焊接工藝難控，中間層材料不易獲取，加工時間和成本大幅增加。因此，亟需開發新型中間層材料或焊絲，攻克脆性 IMCs 對接頭帶來的不利影響這一難題。高熵合金具有熱力學上的高熵效應、動力學上的遲滯擴散效應、結構上的晶格畸變效應、性能上的雞尾酒效應，可以促進合金元素的融合、延緩 IMCs 形成、強化材料高溫穩定性、提升合金強度和韌性，有利于實現鈦/鋼焊縫的高熵化，是解決鈦/鋼焊接的理想材料。
徐錦鋒等 [81] 較早開展了鈦/鋼焊縫高熵化的研究，設計了用于鈦/鋼點焊的 Ti-Fe-Cu-Ni-Al 多主元高熵合金中間層，形成的焊縫為 bcc 和 fcc 簡單固溶體組織，接頭剪切強度高達 144 MPa，為鈦/鋼熔化焊焊縫高熵化提供了堅實的理論與技術支撐。Hao 等 [36] 開發了用于鈦/鋼激光焊的 (CoCrFeNi)₁₀₀₋ₓCuₓ高熵合金焊絲，鈦母材側依然形成了 Ti 基 IMCs，但是由傳統的 Ti-Fe 轉變為高熵效應作用下的多元 Ti (Fe, Co, Cr)₂和 Ti (Fe, Ni)₂IMCs 與 (Fe, Cr) 固溶體相。Liu 等 [53] 研發了含 Ti 的 FeCoNiCuTi 高熵合金中間層，顯著改善了鈦/鋼 TIG 接頭中 Ti-Fe IMCs 的形態和晶粒尺寸，接頭性能得以提升。翟秋亞等 [82] 依據焊縫金屬高熵化思路，基于密度泛函理論的熱力學第一性原理設計并制備出塑韌性良好的多主元 Ti₁₀Fe₂₉Ni₃₂Cu₂₂V₇合金作為焊材，用于 TA2/0Cr18Ni9 薄板的 TIG 焊接，焊縫中心組織由等軸晶組成，熔合區以柱狀晶為主，這些接頭組織均具有簡單立方固溶體結構，有效避免了 TiFe₂、TiFe 金屬間化合物的形成，接頭抗拉強度達到 205 MPa。此外，以等摩爾比的 Ta₂₀Fe₂₀Ni₂₀Cr₂₀Cu₂₀合金為接頭目標成分，依據焊接過程兩種母材熔合比折合得到 Ta₈Ni₃₀Cr₂₀Cu₄₂中間層合金，將其用于 Ta1/0Cr18Ni9 的儲能焊連接，接頭中以簡單 FCC 固溶體為主相，接頭平均抗剪強度為 372 MPa [83]。
可以看出，依據焊縫高熵化思想設計中間層或焊絲成分的思路完全可行。然而，如何根據鈦/鋼母材的具體成分定向設計高熵中間層合金體系與成分還需長期探索，焊接工藝與中間層如何精準匹配值得深入研究，接頭焊縫與界面在焊接過程中的同步高熵化亟待解決。
6、結束語
熔化焊適用范圍廣，生產效率高，是鈦/鋼異種金屬焊接的有效途徑。但熔化焊在快速加熱、熔化、凝固和熱循環下，焊縫中會產生 IMCs 以及較大殘余應力，降低接頭性能。近年來，國內外學者對鈦/鋼熔化焊工藝進行了深入的研究，但依舊存在一些亟待解決的技術難題: (1) 現有的熔化焊接方法和焊接工藝不能完全避免 IMCs 形成，接頭性能不理想；(2) 通過添加中間層材料的過渡連接方法可以改善接頭界面組織，實現良好的冶金結合，但是單一金屬中間層對 Ti-Fe IMCs 的抑制作用有限，且會生成其他類別的 IMCs；(3) 多元復合中間層可以有效防止 IMCs 的形成，但是在不同的合金元素組成和加工條件下，接頭的微觀結構和力學性能差異較大，而且目前多金屬復合中間層方案復雜，不利于大范圍工程化推廣；(4) 現有研究過程可控性較低，實驗結果不穩定，成果難以轉化到實際工程應用中。
針對以上問題，鈦/鋼熔化焊今后的研究重點可以從以下 4 方面開展: (1) 借助金屬高熵合金化原理，尋求能避免 Ti-Fe IMCs 的性能穩定過渡的多種金屬復合中間層，實現鈦/鋼熔化焊焊縫合金高熵化可靠連接；(2) 結合機器學習算法預測 IMCs 生成趨勢，優化焊接速度、熱輸入量、熱源偏移量等參數，為實際焊接過程提供理論指導；(3) 工藝協調，將熔化焊與爆炸焊、釬焊等工藝結合，充分發揮各自優勢，同時利用聲場、磁場及熱場等輔助手段擴大焊接工藝窗口，改善接頭成形并調控界面微觀組織，提升接頭性能；(4) 研究可控性更高的熔焊工藝，降低焊接質量對工藝參數、裝配精度以及接頭形式的依賴性，促進研究成果向實際工程應用的轉化。
參考文獻
[1] LIU H H, FUJII H. Ultralow rotation speed produces high-quality joint in dissimilar friction welding of Ti–6Al–4V alloy and SUS316L stainless steel [J]. Materials Science and Engineering: A, 2021, 800: 140303.
[2] WANG Y, LI P, ZHAO C, et al. A novel high entropy composite interlayer for diffusion bonding of TC4 titanium alloy to 316L stainless steel [J]. Materials Today Communications, 2024, 41: 110291.
[3] 秦優瓊，于治水. TC4 鈦合金 / 不銹鋼真空釬焊接頭的界面組織及抗剪強度 [J]. 機械工程材料，2012, 36 (11): 29-31, 35. QIN Y Q, YU Z S. Interfacial microstructure and shear strength of TC4 titanium alloy/stainless steel vacuum brazed joint [J]. Materials for Mechanical Engineering, 2012, 36 (11): 29-31, 35.
[4] 弭光寶，孫若晨，吳明宇，等。航空發動機鈦合金分子動力學計算技術研究進展 [J]. 航空材料學報，2024, 44 (2): 87-103. MI G B, SUN R C, WU M Y, et al. Research progress of molecular dynamic calculation on titanium alloys for aero-engine [J]. Journal of Aeronautical Materials, 2024, 44 (2): 87-103.
[5] GAO Q, JIANG X, SUN H, et al. Performance and microstructure of TC4/Nb/Cu/316L welded joints subjected to cryogenic treatment [J]. Materials Letters, 2022, 321: 132453.
[6] LI P, DONG H, XIA Y, et al. Inhomogeneous interface structure and mechanical properties of rotary friction welded TC4 titanium alloy/316L stainless steel joints [J]. Journal of Manufacturing Processes, 2018, 33: 54-63.
[7] LI Y L, DI H S, WANG X N, et al. Effect of post-weld heat treatment on the microstructure and properties of titanium/304 stainless steel laser welding dissimilar metal joints with copper as the transition layer [J]. Materials Today Communications, 2023, 36: 106593.
[8] ZHANG W, ZHANG K, YANG Y, et al. A novel dissimilar resistance spot welding of Ti6Al4V alloy and 316L stainless steel via copper as interlayer by using optimal electrodes [J]. Journal of Materials Research and Technology, 2024, 33: 5425-5437.
[9] 高樂，張宇，葉一璇，等。超聲納米晶體表面改性對 304 不銹鋼顯微組織和性能的影響 [J]. 材料工程，2024, 52 (8): 142-149. GAO L, ZHANG Y, YE Y X, et al. Effect of ultrasonic nanocrystal surface modification on microstructure and properties of 304 stainless steel [J]. Journal of Materials Engineering, 2024, 52 (8): 142-149.
[10] 劉艷，李麗。鈦/鋼連接方法的研究 [J]. 科技創新導報，2014, 11 (26): 91. LIU Y, LI L. Research on titanium/steel connection method [J]. Science and Technology Innovation Herald, 2014, 11 (26): 91.
[11] 楊躍森，董紅剛，吳寶生，等. Zr-Cu-Ni 非晶釬料真空釬焊 TiAl 合金 / 316L 不銹鋼接頭的界面組織與剪切性能 [J]. 材料工程，2022, 50 (5): 52-61. YANG Y S, DONG H G, WU B S, et al. Interfacial microstructure and shear properties of vacuum brazing TiAl alloy/316L stainless steel joint with Zr-Cu-Ni amorphous filler metal [J]. Journal of Materials Engineering, 2022, 50 (5): 52-61.
[12] BAKER H. ASM handbook volume 3-alloy phase diagrams [M]. US: ASM International [J]. 2008.
[13] 劉陽，張貴鋒，王士元。鈦合金與不銹鋼異種金屬釬焊的研究進展 [J]. 焊管，2019, 42 (3): 1-7. LIU Y, ZHANG G F, WANG S Y. Research progress on dissimilar metal brazing of titanium alloy and stainless steel [J]. Welded Pipe and Tube, 2019, 42 (3): 1-7.
[14] 邵甄胰，陳天賜，宋庭豐，等。保溫時間對 316L 不銹鋼與 TC4 鈦合金擴散焊組織與性能的影響 [J]. 材料熱處理學報，2017, 38 (5): 79-85. SHAO Z Y, CHEN T C, SONG T F, et al. Effects of holding time on microstructure and properties of weld joints of 316L stainless steel and TC4 titanium alloy by diffusion welding [J]. Transactions of Materials and Heat Treatment, 2017, 38 (5): 79-85.
[15] CHEN X, INAO D, TANAKA S, et al. Comparison of explosive welding of pure titanium/SUS 304 austenitic stainless steel and pure titanium/SUS 821L1 duplex stainless steel [J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2021, 31 (9): 2687-2702.
[16] SATOH G, YAO Y L, QIU C. Strength and microstructure of laser fusion-welded Ti–SS dissimilar material pair [J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2013, 66 (1): 469-479.
[17] CHEN S, ZHANG M, HUANG J, et al. Microstructures and mechanical property of laser butt welding of titanium alloy to stainless steel [J]. Materials & Design, 2014, 53: 504-511.
[18] LIU Y, ZHANG Y, GUO Z, et al. Effect of laser power, speed and offset on the welding performance of 304 SS/Al2O3 ceramics [J]. Ceramics International, 2024, 50 (3): 5384-5401.
[19] ZHANG Y, SUN D, GU X, et al. A hybrid joint based on two kinds of bonding mechanisms for Titanium alloy and stainless steel by pulsed laser welding [J]. Materials Letters, 2016, 185: 152-155.
[20] CHEN H C, BI G, LEE B Y, et al. Laser welding of CP Ti to stainless steel with different temporal pulse shapes [J]. Journal of Materials Processing Technology, 2016, 231: 58-65.
[21] ZHANG Y, ZHOU J, SUN D, et al. Nd: YAG laser welding of dissimilar metals of titanium alloy to stainless steel without filler metal based on a hybrid connection mechanism [J]. Journal of Materials Research and Technology, 2020, 9 (2): 1662-1672.
[22] 陳言坤。鈦、鋼及陶瓷異種材料的激光焊接工藝研究 [D]. 烏魯木齊：新疆大學，2021. CHEN Y K. The research of laser welding process of titanium, steel and ceramic dissimilar materials [D]. Urumqi: Xinjiang University, 2021.
[23] ZHANG Y, SUN D, GU X, et al. Strength improvement and interface characteristic of direct laser welded Ti alloy/stainless steel joint [J]. Materials Letters, 2018, 231: 31-34.
[24] YU J, ZHANG H T, WANG B, et al. Dissimilar metal joining of Q235 mild steel to Ti6Al4V via resistance spot welding with Ni–Cu interlayer [J]. Journal of Materials Research and Technology, 2021, 15: 4086-101.
[25] LI T, XU J, BI X, et al. Microstructure evolution and crack propagation mechanism during laser lap welding of Ti6Al4V and DP780 steel with CoCrNi powder [J]. Materials & Design, 2022, 223: 111126.
[26] TOMASHCHUK I, SALLAMAND P, ANDRZEJEWSKI H, et al. The formation of intermetallics in dissimilar Ti6Al4V/copper/AISI 316 L electron beam and Nd:YAG laser joints [J]. Intermetallics, 2011, 19 (10): 1466-73.
[27] ROMINIYI A L, MASHININI P M. A critical review of microstructure and mechanical properties of laser welded similar and dissimilar titanium alloy joints [J]. Journal of Advanced Joining Processes, 2024, 9: 100191.
[28] PUGACHEVA N B, MAKAROV A V, SENAEVA E I, et al. Crystallization of dissimilar Ti/Cu/steel laser welds [J]. Journal of Crystal Growth, 2019, 526: 125212.
[29] LONG L Y, SHUANG D H, XIANG L T, et al. Effect of thickness of transition layer on the microstructure and properties of the titanium/stainless steel welds with oscillating laser [J]. Journal of Materials Research and Technology, 2022, 18: 210-22.
[30] ZHANG Y, ZHOU J, SUN D, et al. Three-pass laser welding of Ti alloy-stainless steel using Nb and Ni interlayers [J]. Journal of Materials Research and Technology, 2020, 9 (2): 1780-1784.
[31] YU D, ZHANG Y, HOSSEINI S R E, et al. Element diffusion and microstructure evolution at interface of stainless steel/Ti alloy joint by laser welding with AgCuTi filler metal [J]. Journal of Materials Research and Technology, 2023, 24: 6463-6472.
[32] TOMASHCHUK I, GREVEY D, SALLAMAND P. Dissimilar laser welding of AISI 316L stainless steel to Ti6–Al4–6V alloy via pure vanadium interlayer [J]. Materials Science and Engineering: A, 2015, 622: 37-45.
[33] ZHANG Y, ZHOU J, SUN D, et al. Two pass laser welding of TC4 Titanium alloy to 301L stainless steel via pure V interlayer [J]. Journal of Materials Research and Technology, 2020, 9 (2): 1400-1404.
[34] SHI Z, CUI L, HE D, et al. Enhanced strength of laser welded steel/titanium butt joints with vanadium multi-layers and a copper plate as a composite intermediate layer [J]. Optics & Laser Technology, 2025, 180: 111478.
[35] ZHANG Y, CHEN Y K, ZHOU J P, et al. Characterization of laser beam offset welding of titanium to steel with 38Zn-61Cu alloy filler [J]. Optics & Laser Technology, 2020, 127: 106195.
[36] HAO X H, DONG H G, XIA Y Q, et al. Microstructure and mechanical properties of laser welded TC4 titanium alloy/304 stainless steel joint with (CoCrFeNi) 100-xCux high-entropy alloy interlayer [J]. Journal of Alloys and Compounds, 2019, 803: 649-57.
[37] KASHAEV N, VENTZKE V, STEPANOV N, et al. Laser beam welding of a CoCrFeNiMn-type high entropy alloy produced by self-propagating high-temperature synthesis [J]. Intermetallics, 2018, 96: 63-71.
[38] NAM H, PARK C, MOON J, et al. Laser weldability of cast and rolled high-entropy alloys for cryogenic applications [J]. Materials Science and Engineering: A, 2019, 742: 224-30.
[39] NAM H, PARK C, KIM C, et al. Effect of post weld heat treatment on weldability of high entropy alloy welds [J]. Science and Technology of Welding and Joining, 2018, 23 (5): 420-427.
[40] CHATTOPADHYAY A, MUVVALA G, SARKAR S, et al. Mitigation of cracks in laser welding of titanium and stainless steel by in situ nickel interlayer deposition [J]. Journal of Materials Processing Technology, 2022, 300: 117403.
[41] 胡青松，閆朝陽，蔣凡，等。多電極電弧焊接與增材制造技術的現狀與未來趨勢 [J]. 材料工程，2025, 53 (5): 17-34. HU Q S, YAN Z Y, JIANG F, et al. Current status and future trends of multielectrode arc welding and additive manufacturing technology [J]. Journal of Materials Engineering, 2025, 53 (5): 17-34.
[42] HAO X, DONG H, LI S, et al. Lap joining of TC4 titanium alloy to 304 stainless steel with fillet weld by GTAW using copper-based filler wire [J]. Journal of Materials Processing Technology, 2018, 257: 88-100.
[43] LIU S, CHENG Z, LI Y, et al. Intermetallic phase evolution and strengthening mechanisms of the titanium and stainless steel lap joints welded by interrupted pulsed arc welding [J]. Intermetallics, 2024, 169: 108291.
[44] HAO X, DONG H, YU F, et al. Arc welding of titanium alloy to stainless steel with Cu foil as interlayer and Ni-based alloy as filler metal [J]. Journal of Materials Research and Technology, 2021, 13: 48-60.
[45] OLIVEIRA M J C, MELO R H F, MACIEL T M, et al. Microstructural evaluation and mechanical behaviour of dissimilar niti-stainless steel joints welded by micro gas tungsten arc welding [J]. Materials Chemistry and Physics, 2019, 224: 137-47.
[46] MOU G, SHENG H, ZHENG K, et al. Dual-interfacial alloying mechanism in Ti-steel laminated metal composite fabricated by wire-arc directed energy deposition using a Cu-Ni interlayer [J]. Journal of Alloys and Compounds, 2025, 1010: 177396.
[47] LIU K, LI Y, WANG J. Improving the interfacial microstructure evolution of Ti/stainless steel GTA welding joint by employing Cu filler metal [J]. Materials and Manufacturing Processes, 2016, 31 (16): 2165-2173.
[48] HAO X H, WEI X L, LI S H, et al. Microstructural and mechanical properties of ultrasonically assisted titanium-steel dissimilar metal fusion welds [J]. Journal of Materials Research and Technology, 2025, 35: 1400-8.
[49] GUO C, FAN Q, WU Y, et al. A review on composition design and microstructure analysis of interlayers in titanium alloy/steel dissimilar connections [J]. Materials Today Communications, 2025, 42: 111361.
[50] SONG T F, JIANG X S, SHAO Z Y, et al. Microstructure and mechanical properties of vacuum diffusion bonded joints between Ti-6Al-4V titanium alloy and AISI316L stainless steel using Cu/Nb multi-interlayer [J]. Vacuum, 2017, 145: 68-76.
[51] ZHANG W, YANG Y, ZHANG K, et al. Interfacial microstructure and mechanical property of dissimilar resistance spot welded joint of TC4 titanium alloy and 316L stainless steel with nickel interlayer [J]. Journal of Materials Research and Technology, 2024, 32: 1946-1958.
[52] 郝曉虎. TC4 鈦合金 / 304 不銹鋼薄板鎢極氬弧焊接頭組織及性能研究 [D]. 大連：大連理工大學，2020. HAO X H. Microstructure and mechanical properties of TC4 titanium alloy/304 stainless steel sheets gas tungsten arc welded joint [D]. Dalian: Dalian University of Technology, 2020.
[53] LIU D, MA Z, MAO Y, et al. Microstructure and mechanical properties of butt-welded Ti/steel bimetallic sheet using various multi-principal filler wires [J]. Materials Today Communications, 2024, 41: 110590.
[54] CHENG Z, HUANG J, YE Z, et al. Butt brazing of titanium alloys/stainless steel plates by MIG-TIG double-sided arc welding process with copper filler metal [J]. Journal of Materials Research and Technology, 2019, 8 (1): 1566-1570.
[55] CHU Q L, ZHANG M, LI J H, et al. Experimental investigation of explosion-welded CP-Ti/Q345 bimetallic sheet filled with Cu/V based flux-cored wire [J]. Materials & Design, 2015, 67: 606-614.
[56] JIAN S, LIU K, LI J, et al. Effect of interlayer on interfacial microstructure and properties of Ni80Cr20/TC4 vacuum diffusion bonded joint [J]. Vacuum, 2023, 208: 111738.
[57] HAO X, DONG H, LI P, et al. Dissimilar joining of TC4 alloy to ST16 steel by GTAW [J]. Journal of Manufacturing Processes, 2019, 37: 413-417.
[58] LI J, LIU Y, GAO Y, et al. Benefits of interfacial regulation with interlayers in laser welding Ti6Al4V/316L steel [J]. Optics & Laser Technology, 2020, 125: 106007.
[59] ZHANG Y, HUANG J, CHENG Z, et al. Study on MIG-TIG double-sided arc welding-brazing of aluminum and stainless steel [J]. Materials Letters, 2016, 172: 146-148.
[60] LIU S, HUANG S, CHENG Z, et al. Regulation of the microstructure and mechanical properties of the immiscible Fe/Mg dissimilar metal joints using MIG-TIG double-sided arc welding-brazing [J]. Journal of Materials Research and Technology, 2024, 32: 4339-4350.
[61] CHENG Z, YE Z, HUANG J, et al. Influence of heat input on the intermetallic compound characteristics and fracture mechanisms of titanium-stainless steel MIG-TIG double-sided arc welding joints [J]. Intermetallics, 2020, 127: 106973.
[62] POLÁKOVÁ N, DOSTÁL P. CMT welding of titanium and stainless steel using CuSi3 electrode [J]. Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, 2019, 67 (1): 147-153.
[63] BELLAMKONDA P N, DWIVEDY M, ADDANKI R. Cold metal transfer technology - a review of recent research developments [J]. Results in Engineering, 2024, 23: 102423.
[64] PARDAL G, GANGULY S, WILLIAMS S, et al. Dissimilar metal joining of stainless steel and titanium using copper as transition metal [J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2016, 86 (5): 1139-1150.
[65] 吳鵬飛。活性氣體輔助鈦/鋼 CMT 焊接工藝及機理研究 [D]. 哈爾濱：哈爾濱工業大學，2020. WU P F. Research on active gas assisted Ti/Fe CMT welding process and mechanism [D]. Harbin: Harbin Institute of Technology, 2020.
[66] MOU G, HUA X, WANG M, et al. Effects of Ni addition on removing Fe-Ti intermetallic compounds in cold metal transfer arc-brazed TC4/304L dissimilar joints [J]. Journal of Manufacturing Processes, 2019, 38: 104-112.
[67] JIN P, LIU Y, SUN Q, et al. Wetting mechanism and microstructure evolution of TC4/304 stainless steel joined by CMT with an assisted hybrid magnetic field [J]. Journal of Alloys and Compounds, 2020, 819: 152951.
[68] JIN P, SUN Q, LIU Y, et al. Microstructural evolution and mechanical property of TC4/304 stainless steel joined by CMT using a CuSi3 filler wire [J]. Journal of Manufacturing Processes, 2020, 60: 308-317.
[69] WEN X, LIU S, GAO X, et al. Investigation of microstructure and mechanical properties in dissimilar-metal welding between ferritic stainless steel and Co-based superalloy using electron beam welding [J]. Journal of Materials Research and Technology, 2023, 26: 5177-5192.
[70] YIN Q, CHEN G, TENG X, et al. Microstructural evolution and mechanical properties of molybdenum and dissimilar material electron beam welded joint with beam offset variation [J]. Vacuum, 2024, 228: 113474.
[71] WANG T, ZHANG B G, FENG J C. Influences of different filler metals on electron beam welding of titanium alloy to stainless steel [J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2014, 24 (1): 108-114.
[72] 郭松濤，呂林，聶遠超，等。真空電子束焊接鈦鋼復合板組織及性能研究 [J]. 冶金與材料，2023, 15 (5): 1-3. GUO S T, LÜ L, NIE Y C, et al. Study on Microstructure and properties of vacuum electron beam welded titanium steel clad plate [J]. Metallurgy and Materials, 2023, 15 (5): 1-3.
[73] TOMASHCHUK I, SALLAMAND P, BELYAVINA N, et al. Evolution of microstructures and mechanical properties during dissimilar electron beam welding of titanium alloy to stainless steel via copper interlayer [J]. Materials Science and Engineering: A, 2013, 585: 114-122.
[74] 劉夫，李士凱，蔣鵬，等。鈦/鋼異種金屬焊接技術的研究進展 [J]. 材料開發與應用，2020, 35 (2): 67-74. LIU F, LI S K, JIANG P, et al. Development progress of welding technologies of titanium/steel dissimilar metal [J]. Development and Application of Materials, 2020, 35 (2): 67-74.
[75] 王亞榮，樊亞麗，余洋。電鍍阻隔層對鈦/鋼電子束焊接接頭性能的影響 [J]. 稀有金屬材料與工程，2018, 47 (1): 299-304. WANG Y R, FAN Y L, YU Y. Effect of isolation coatings on mechanical property of electron beam welding joint of titanium alloy to stainless-steel [J]. Rare Metal Materials and Engineering, 2018, 47 (1): 299-304.
[76] WANG T, ZHANG B, CHEN G, et al. High strength electron beam welded titanium–stainless steel joint with V/Cu based composite filler metals [J]. Vacuum, 2013, 94: 41-47.
[77] WANG T, ZHANG B G, CHEN G Q, et al. Electron beam welding of Ti-15-3 titanium alloy to 304 stainless steel with copper interlayer sheet [J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2010, 20 (10): 1829-1834.
[78] ZHANG B G, ZHAO J, LI X P, et al. Electron beam welding of 304 stainless steel to QCr0.8 copper alloy with copper filler wire [J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2014, 24 (12): 4059-4066.
[79] NIU H, JIANG H C, ZHAO M J, et al. Effect of interlayer addition on microstructure and mechanical properties of NiTi/stainless steel joint by electron beam welding [J]. Journal of Materials Science & Technology, 2021, 61: 16-24.
[80] WANG T, ZHANG F, LI X, et al. Interfacial evolution of explosively welded titanium/steel joint under subsequent EBW process [J]. Journal of Materials Processing Technology, 2018, 261: 24-30.
[81] 徐錦鋒，郭嘉寶，田健，等。基于焊縫金屬高熵化的鈦/鋼焊材設計與制備 [J]. 鑄造技術，2014, 35 (11): 2674-2676. XU J F, GUO J B, TIAN J, et al. Design and preparation of welding materials applied to welding titanium and steel based on weldmetal high entropy converting [J]. Foundry Technology, 2014, 35 (11): 2674-2676.
[82] 翟秋亞，劉帥賓，田甜，等�；诤缚p高熵化的 TA2 與 0Cr18Ni9 板材 TIG 焊分析 [J]. 焊接學報，2021, 42 (4): 79-83, 101. ZHAI Q Y, LIU S B, TIAN T, et al. Analysis on TIG welding of TA2 and 0Cr18Ni9 plate based on high entropy of weld [J]. Transactions of the China Welding Institution, 2021, 42 (4): 79-83.
[83] 翟秋亞，劉帥賓，楊全虎，等. Ta1/Ta8Ni30Cr20Cu42/0Cr18Ni9 儲能焊接頭組織與性能 [J]. 焊接學報，2020, 41 (10): 60-64, 86, 101. ZHAI Q Y, LIU S B, YANG Q H, et al. Microstructure and properties of Ta1/Ta8Ni30Cr20Cu42/0Cr18Ni9 energy storage welding joint [J]. Transactions of the China Welding Institution, 2020, 41 (10): 60-64.
基金項目
國家自然科學基金 (52305355)；中國博士后科學基金面上項目 (2023M743244)；高性能新型焊接材料全國重點實驗室開放課題 (SKLABFMT-2023-01)
（注，原文標題：鈦_鋼異種金屬熔化焊研究進展）